张靖周 传热学 中国石油大学华东
南京航空航天大学考研参考书目
243 俄语 244 日语
245 德语 246 英语
512 振动基础综合
557 戏剧史专业论文 601 数学分析 613 自然辩证法基础
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《量子力学》周世勋编，高等教育出版社 或 《量子力学导论》曾 谨言，北京大学出版社 1、马克思主义理论研究和建设工程重点教材：《马克思主义基本原 理概论》高等教育出版社，2013 年版。 2、马克思主义理论研究和建设工程重点教材：《马克思主义哲学》 高等教育出版社，2009 年版。 《高级英语》1/2 册第三版，张汉熙、王立礼，北京外语教学与研究 出版社，2011 年 6 月 《艺术学概论》(第三版)，彭吉象著，北京大学出版社，2006 年 《社会学概论新修》（第四版）郑杭生 主编；中国人民大学出版 社；出版时间：2013-4 1）陆静华、谭晶华主编《日语综合教程》第五册 2011 年 8 月 上海 外语教育出版社 2）陈小芬主编《日语综合教程》第六册 2011 年 11 月 上海外语教 育出版社 3）季林根主编《日语综合教程》第七册 2011 年 7 月 上海外语教育 出版社 4）皮细庚主编《日语综合教程》第八册 2008 年 1 月 上海外语教育 出版社 《行政管理学》张永桃主编，高等教育出版社；《行政管理学》夏 书章主编，中山大学出版社。 1、有机化学，胡宏纹主编，第三版，2006 年；2、有机化学，R. T. 莫里森，R. N. 博伊德著，1983 年；3、有机化学，徐寿昌编，第二 版，1991 年 政治学原理(第 2 版 21 世纪公共管理系列教材) 景跃进 张小劲主 编，中国人民大学出版社，2010 年版。 《法理学》（第四版）张文显主编，高等教育出版社、北京大学出 版社，2011 年第 4 版 《物理化学》[第四版]（上、下册），天津大学物理化学教研室 编，高等教育出版社，2001 《物理化学》[第五版]（上、下册），天津大学物理化学教研室 编，高等教育出版社，2009 （以上两套参考书由考生任选一套即可） 袁振国主编：《当代教育学》，教育科学出版社，2010 年，第 4 版。 彭聃龄. 《普通心理学》. 第 4 版. 北京：北京师范大学出版社， 2012. 《信息资源管理导论》（第 3 版）孟广均等著，科学出版社 2008.1 1. 《普通物理学》（第六版），程守洙、江之永主编，高等教育出 版社。 2. 《物理学》（第五版），东南大学等七所工科院校编，马文蔚等 改编，高等教育出版社。 《无机化学》[第四版]，大连理工大学无机化学教研室编，高等教 育出版社，2004 《无机化学》[第五版]，大连理工大学无机化学教研室编，高等教 育出版社，2006 《高等代数》北京大学，高等教育出版社。 《理论力学》,范钦珊、陈建平主编，高等教育出版社，2010 年 《材料力学（上、下册）》（第五版），刘鸿文. 高等教育出版社 《工程热力学》沈维道，高等教育出版社，2003 年;《工程热力学》 曾丹苓，高等教育出版社，2003 年 1.《材料科学基础》，陶杰 姚正军 薛烽 主编，化学工业出版社， 2006 年； 2.《材料科学基础全真试题及解析》，陶杰 姚正军 薛烽 等主编， 化学工业出版社，2006 年。 《电路理论基础》(第二版）潘双来 邢丽冬主编，清华大学出版社 2007.8；《电路学习指导与习题精解》(第二版）邢丽冬 潘双来 主
中国石油大学(华东)
中国石油大学（华东）2007年推荐应届本科生免试攻读硕士研究生名单地球资源与信息学院徐春强程奇沈朴马立民陈宁宁王健成玮卜范青曾庆鲁袭著纲张继标吴兆徽孟书翠郭丽丽卢宁宁王玲郭新安梁刚张江江时瑞坤高亮杨君周军良张培先刘欣欣刘建辉孔雪白清云张世鑫张明秀孙瑞艳胡晓婷李栋宫同举王鹏燕罗焕宏张达肖云飞史增园尹燕欣陈端新张玲魏汝岭王新光咸秀明张磊王冬娟王瑞甲杨东根许孝凯王有涛于之锋宋占武葛春青成晓倩郭鹏候春玲万玮王永志朱福利李晓玲张鹏许琦吕心瑞候补仲维苹迟凤静张恒才闫桐林煜石油工程学院李丽辉王现梅张毅顾文欢孟凡召李艳静王晨晨贺嘉唐永亮王勇刘述忍耿艳宏周伟裴海华杨仁锋张贵玲尹小梅张银李明远信艳永钟汉毅赵伟刘平高达李楠袁军赵红香张民李彦超王舒王勇庞伟杨光公培斌牛雪贾晓飞王立垒王丽娜郭海燕魏庆彩王青苑庆旺武丽丽赵娟张志财李令东孔华陈付真劳斌斌朱黎明梁海明高天云张崇高磊罗云凤霍洪俊高立超刘世华王文明李军唐立根庄玉风宿雪孙伟良郭天魁范照伟曹成章胡高群阚洪弟申颍浩殷方好黄广庆衣军候补阮金凤化学化工学院王冉冉焦成丽王策倪洁荣新明李世卿李会荣张珂郑志伟袁博金鑫甘洁清刘宾曹国庆庄甜甜朱向阳陈倩倩杨军卫张放陶凯李娜王成秀冉晓利昌兴文司冠飞任金晨夏树海吕恩静迟志明郭振莲朱大亮赵姗姗李倩王海陆诗建徐萌臧俊娜庄会栋辛鲁波耿姗万金玲刘渊李金妍房芹芹王文胜刘光轩张志刚张光才杨亚玲钟汉斌刘敏王加华孙小慧韩月梅宋宁宁林伟昌王磊单宝来陈洪杰卢俨俨孟兆会韩晶峰刘洋李琢刘明霞张守杰杨坤常玉霞史得军王雅菁杨炎生王银斌李芳贾远远王铭浩候补刘蔓机电工程学院邓海发赵焕娟刘洪杰杨安唐秋香霍连才马金秋李娜秦亚伟马瑞莉靳太岩陆萍萍门晓微刘倩倩王瑞英侯卫妮武光斌刘瑾刘存张光明钟娜李春玲贾秀华蔡淳鹏李春艳毕朝瑞戴明菊穆永军任凯冯素敬胡迪马艺尹俊连许伟伟李娟娟李强张金花任相军徐展陆富乾王新华张成伟惠恒雷吉庆林谢超张恺张建伟张九灵任宝杰魏玉垒王彬申玉辉朱永爱张贤晓贾秀丽袁丁王为良辛利李蕊赵沙沙官长斌辛瑜吴成杰鞠少栋金乐娜张莉娟徐玉龙李志海高扬王慧莉王全宾王俊姬王涛张浩李泽秀唐甫世陈维杰李林王勇王栋刘杰陈猛杨东泽李文艳刘翔候补高二峰张义峰赵永杰路义军李会通陶冉冉张建伟徐振海王洪洲信息与控制工程学院孙英英张刚焦伟李祥林刘学民盛大双何京宇刘星朱勇董明远胡小波尹旭晔崔臣君申华刘建石成柱谢凯王元超董书发李晓斌陈天立张旭张花杜鲁燕董国英刘蓂李当当付伟李平李惠芳王少水褚坤杨学亮齐娜张慧杰苏娟杨昱赵彩云蔡丽娟闫晓龙高小永雷阳孙峰超赵凯杨富广宋玉梅唐荣杨泉代胜陈雯雯杨晓燕赵才先矫德余阮汝霞王觉赵旭王奇云周金林王晓智王华明刘丽杰李良候补郭静曹玉振刘强储运与建筑工程学院郭胜山张卿温庆阳朱建鲁李德凯李胜利刘勇刘超张倩牛振祺张秀霞吕孝飞刘辉李长胜范文彬王龙邹善义刘联波丁自富王新伟王传坤陈玉起曹文冉黄玉香张文强谷国丽吴凯庄向仕徐剑崔亮高爽纪宗升高文刘畅刘震金忠良刘太强张金刘江田磊杨东海许道振静玉晓潘鑫鑫孙媛媛叶团结牛殿国丁清苗王瑶范欣赵方生薛振兴韩帅徐超郝喜辉吴梁红李静静沈孝风马勇周松夏炳焕范华平徐超周配配张芳夏立军文闯朱宜亮吕文杰刘耀民袁瑞合曾秒柴磊冯亮贾培英李操顾琳婕朱琳宫洁静候补郎济凤郭海燕王赞王根计算机与通信工程学院窦晓菲于翠翠张素梅段秀平罗章庆敖翔马少龙刘洋吴成刚董娟苏焕焕汪宏楠陈坤窦万蕊王大千李婷陈晓伟张晓东李长进仲亮亮硕珺龚文涛李阳阳孙秀云张华刘璐璐轩慧丽张新瑜任成常张全明侯玲王国强王肯生徐顺杰王立香裴芬候补魏霞赵帅毛鹏轩彭望青董黎明经济管理学院王洪蕊刘英侠赵世彩王钦钦朱琳刘琼朱文静商晓艳孙冉高丹范立新董洁胡秋媛李永进刘美璇董燕杰赵永旺张浩宋晨吴红叶刘敏毕翠霞罗岑华赟彭修娟陈伟山王红张爱红姜丽艳于丽敏姜维维孟翠翠郑雨兰胡婧潇康璇刘英雪商萍王娟娟李振波韩蕾黄丹曹越李振王月于媛王维明徐晓露李静陈娜朱晓倩李成龙李哲徐建涛王燕丛雁飞董璐璐王守震朱文娟朱文娟陈珍刘成华于鹏候补杨宁田影花邓贤玉张翔云梁会宋赵丰数学与计算科学学院王峰李秀路王义于绍娟孙海刘敏房环环季维勋宋静静李智段立宁吴晓栋田凤婷亓东霞刘文超梁锡军周会会赵萱张延霞单洁张娜王爱翠候补王春艳吴波梁贺物理科学与技术学院龙金友陈涛刘金祥江瑞斌张明江石鑫谢洁胡建春刘娜周忠岳邓柳林路凯毕晓蕾田坤闫国亮袁建业陈惠娟宋立双候补丁燕陈兴利郭克才王进国文鸿基侯嵩外国语学院于书林傅慧丽高莉芳冯萌萌马婷婷王佳君邸蓓蓓王小莉梁飞隋丽云董怀芳项娟娟张荣亮季相会赵燕邱云候补房妮子赵婷廷靳宗宾人文社会科学学院李浩薛晗孙书敏周勇王丽娟孙业鹏王欢张帅燕杜中德黄坤杨然侯伯俊贺元春徐营李洪蕾邱卫昭丁春香王成龙金芳张宾宾王昕李洪明张春博黄仲恺赵海燕韩倩霍小丽杨燕东曲晓琳候补高晓停魏静姜丹丹郝艳伟。
张靖周 传热学 中国石油大学华东
Heat transfer
张靖周
能源与动力学院
第二章
导热基本定律及 稳态导热
稳态导热 :
直角坐标系:
∂T =0 ∂τ
∂ ∂T ∂ ∂T ∂ ∂T (λ ) + (λ ) + (λ ) + qv = 0 ∂x ∂x ∂y ∂y ∂z ∂z
圆柱坐标系:
1 ∂ 1 ∂ ∂ ∂T ∂T ∂T (λ r )+ 2 (λ ) + (λ ) + qv = 0 ∂z ∂z r ∂r ∂r r ∂ϕ ∂ϕ
记平均导热系数：
⎡ b ⎤ λ = λ0 1 + bT = λ0 ⎢1 + (Tw1 + Tw2 )⎥ ⎣ 2 ⎦
[
]
Tw1 − Tw2 dT q = −λ =λ dx δ
导热系数线性变化
思考:
导热系数与温度呈线性变化，热阻的形式?
⎤ ⎡ b λ = λ0 1 + bT = λ0 ⎢1 + (Tw1 + Tw2 )⎥ ⎦ ⎣ 2
b 2 c2 = λ0 (Tw1 + Tw1 ) 2 b 2 b 2 λ0 (Tw2 + Tw2 ) − λ0 (Tw1 + Tw1 ) 2 2 c =
1
δ
=−
Tw1 − Tw2
δ
⎤ ⎡ b λ0 ⎢1 + (Tw1 + Tw2 )⎥ ⎦ ⎣ 2
二次曲线方程
⎡ b ⎤ ⎢1 + 2 (Tw1 + Tw2 )⎥ x ⎣ ⎦
热流密度：
Tw1 − Tw2 ⎤ dT ⎡ (δ − 2 x) = −λ ⎢ q = −λ qv − ⎥ dx 2 λ δ ⎣ ⎦
张靖周传热学中国石油大学
∂T ∂T ∂T dxdy ΔU = mc p = ρ dxdyc p = ρcp ∂τ ∂τ ∂τ
2 2 ⎛ ⎛ ∂T ⎞ ∂T ∂T ∂ T ∂ T ⎜ ρc p ⎜ ⎜ ∂τ + u ∂x + v ∂y ⎟ ⎟ = λ ⎜ ∂x 2 + λ ∂y 2 ⎝ ⎠ ⎝
dU Φ ′ + Φ ′′ = + Wnet dτ
[外界导入微元体的热流量]+ [工质进出带入的热流量] = [热力学能的增量] + [对外作的净功]
Φ 'x
1、以导热方式进出微元体的净能量：
∂ 2T ∂ 2T Φ ′ = λ 2 dxdy + λ 2 dydx ∂x ∂y
Φ ' 'x
2、以对流方式进出微元体的净能量：
1 2 1 2 Φ ′′ = min (h + u + gz )in − mout (h + u + gz )out 2 2
1 2 1 2 Φ ′′ = min (h + u + gz )in − mout (h + u + gz )out 2 2
流体不可压缩 (2) 忽略流体作功
一般工程问题流速低
(5) 流体的热物理性质： 热导率 λ [ W (m⋅ C)] o c [ J (kg ⋅ C)] 比热容
o
3 ρ [ kg m ] 密度
2 η [ N ⋅ s m ] 动力粘度
运动粘度 ν = η ρ [m 2 s]
体胀系数 β [1 K ]
1 ⎛ ∂v ⎞ 1 ⎛ ∂ρ ⎞ β = ⎜ ⎟ =− ⎜ ⎟ ρ ⎝ ∂T ⎠ p v ⎝ ∂T ⎠ p
“工程热力学与传热学”精品课程的建设实践
一
１ 注重教 材 的选 用和 更新 ．
、
重视 并加强师资队伍 建设
“ 工程热力学和传热学 ”教 材资源丰富，为了使 教学体系和
建 立一支结构 合理、素质高、责任心 强、有崇高师 德和较 教学内容 能够 适应和满足 ２ 世纪新的人才培养 目标 的要求 ，课 １ 高教学和学 术水平 的教 师队伍是搞好课程 建设 和提高教学质量 程组十分注重教 材的选用。对 多学 时的 “ 工程 热力学 和传热学” 的关键 。针对 目前青年 教师 比例高 的现状 ，采取一些措 施加强 课程 ，均采用教育 部 推荐 的面 向二十一世纪课程 教材，同时密 青年教师 的培养和教师梯 队的建设 。 切关注 国内外教 材的发展 动态 ； 对少学 时的 “ 工程 热力学 和传 （）积极 开展 传、帮、带 活动，充分发挥骨干教 师的作用 。 热学”课程 ， 取国内具有一定影响力的教材。对石油工程专业 ， １ 选 选拔 思想 硬、业务 精、教学 水平高 的教师作为青 年教 师的指导 我 们 自编 教 材 ，将 多 年 来 我 系 在 石 油 工 程 领 域 开 展 的 与 传 热 学 教师 ，同时还制定 了专 门的规章 制度 ，要求青 年教 师定期写 出 相关的科研成果 体现在教材 中。另外，还 编写了多种辅助教材，
二 注重教材选 用，优化教学 内容
如前所述 ，“ 工程 热力学 和传热学 ”课程涉及专业多，学时
使 “ 程 热 力 学 与传 热 学 ” 课 程 在 １９ 、２ ０ 工 ９ ７ ０ ０和 ２ ０ ０ ４年 被 评 差别大 ，因此根 据专业特点选用教材 和组织教学 内容对 提高教
为校 级优 质课 ，并于 ２ ０ ０ ６年 列入省精 品课程 建设 。本 文主要 学质量和效果是非常重要 的。
含微小颗粒气流横掠圆管束表面的沉积特性
含微小颗粒气流横掠圆管束表面的沉积特性唐婵;张靖周【摘要】基于欧拉-拉格朗日粒子追踪模型和干燥粒子的沉积机制,采用Fluent-CFD软件和自编微粒沉积用户程序对含微小颗粒的气流横掠3×3阵列圆管束表面的粒子沉积特性进行数值研究.研究结果表明:随着粒径或进气气流速度增加,颗粒在管束表面的碰撞率增加,但黏附率降低;管排方式对小粒径颗粒影响较小,对大粒径颗粒影响较大;当粒子直径达到某一值后,尽管对壁面的碰撞能力加剧,但几乎不形成沉积.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(046)012【总页数】7页(P4679-4685)【关键词】飞灰颗粒;气-固两相流动;管束;沉积模型;数值模拟【作者】唐婵;张靖周【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院,江苏南京,210016;南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京,211167;南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室,江苏南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TK121工业余热资源的高效利用是国内外广泛关注的问题，其中烟气余热量大，温度分布范围及其分布广。
工业用换热器在这样的环境中运行往往面临着表面的飞灰颗粒沉积问题。
飞灰颗粒沉积在换热器管壁上将导致换热器性能恶化，严重影响换热器的换热效能甚至危害动力装置的运行可靠性[1−2]。
飞灰颗粒的扩散和沉积与成灰物质的赋存形态、积灰局部区域工况条件密切相关。
众多研究人员从力学、动量和能量等方面揭示了飞灰颗粒与壁面之间相互作用机理[3−4]，提出了多种描述颗粒与壁面撞击形成的黏附、反弹和散射等物理模型，并建立了相应的粒子沉积模型，其中，Soltani等[3]提出的基于粒子临界速度的沉积模型被众多研究者采用并加以发展[5−6]，该模型可以体现出粒子沉积过程中黏附、反弹和剥离机制。
在换热器结构型式中，管束式换热器的应用十分广泛[7−8]。
在针对管束式换热器开展强化传热研究的同时，换热器表面飞灰沉积的研究也引起研究者的关注。
中国石油大学(华东) 流体力学实验 流体静力学
中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：2013年4月8日成绩：班级：海油1102学号：11093226姓名：张家林教师：王连英同组者：谢天刘佳林花靖实验一、流体静力学实验一、实验目的：填空1．掌握用液式测压计测量流体静压强的技能；2．验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解；3. 观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解；4．测定油的相对密度；5．通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决实际问题的能力。
二、实验装置1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称本实验的装置如图所示。
1. 测压管；2. 带标尺的测压管；3. 连通管；4. 通气阀；5. 加压打气球；6. 真空测压管；7. 截止阀；8. U 形测压管；9. 油柱；10. 水柱；11. 减压放水阀图1-1-1 流体静力学实验装置图2、说明1．所有测管液面标高均以 测压管2标尺 零读数为基准；2．仪器铭牌所注B ∇、C ∇、D ∇系测点B 、C 、D 标高；若同时取标尺零点作为 静力学基本方程 的基准，则B ∇、C ∇、D ∇亦为B z 、C z 、D z ；3．本仪器中所有阀门旋柄 均以顺 管轴线为开。
三、实验原理 在横线上正确写出以下公式1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 形式之一：z+p/γ=const（1-1-1a ）形式之二：h p p γ+=0 （1-1b ）式中 z ——被测点在基准面以上的位置高度；p ——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； 0p ——水箱中液面的表面压强；γ——液体重度；h ——被测点的液体深度。
2. 油密度测量原理当U 型管中水面与油水界面齐平（图1-1-2），取其顶面为等压面，有01w 1o p h H γγ== （1-1-2） 另当U 型管中水面和油面齐平（图1-1-3），取其油水界面为等压面，则有02w o p H H γγ+= 即02w 2o w p h H H γγγ=-=- （1-1-3）h 1wh 2图1-1-2 图1-1-3由（1-1-2）、（1-1-3）两式联解可得： 21h h H +=代入式（1-1-2）得油的相对密度o dd 0=γo /γw =h1/(h1+h2) （1-1-4）根据式（1-1-4），可以用仪器（不用额外尺子）直接测得o d 。
管壳式换热器传热温差的优化及影响分析
器对数 平 均 传 热 温 差，℃；Ｋ热———冷 却 器 总 传 热 系 数，ｋＪ／
ｍ２℃；Ｆ冷 ———冷却器制造费，元；Ｂ冷 ———冷却器面积费用系数， 元 ／ｍ２；Ｆ热 ———加热 器 制 造 费，元；Ｂ热 ———加 热 器 面 积 费 用 系 数，元 ／ｍ２；ｆ冷 ———冷公 用 工 程 价 格，元 ／ｋｇ；ｆ热 ———热 公 用 工 程 价格，元 ／ｋｇ；Ｃ———年操作费用，元；Ｈ———年操作时长，小时。
化工装置节能中最重要的一环是对冷热流体进行能量的 回收与利用，换热器在化工生产装置能量回收中充当了重要的 角色。针对具体的 化 工 装 置，由 于 工 艺 加 工 过 程 的 需 要，可 能 有多股冷流被加热和多股热流需要被冷却的需要。若将这些 冷流与热流根据温位高低进行合理的匹配，将需要冷却的热流 体去加热需要被冷 却 的 冷 流 体，就 可 以 减 少 热 公 用 工 程 （燃 料 气、蒸汽、导热油等）及冷公用工程（循环水、冷冻水等）的消耗， 从而节约了能源。
参考技术经济评价，对该换热系统采用年总费用法进行费 用计算［３］。装置总运转寿命（ｎ）按 １５年考虑，行业基准收益率
（ｉ）按 １２％选取。则总体 １５年的总费用 Ｃ总计算见式 １２。
（１２） 式中：ｉ———基准收益率，％；ｎ———装置总运转年数。
针对换热网络优化的方法主要有加点分析法、数学规划法 及随机优化 法［１］，目 前 应 用 较 多 的 为 夹 点 分 析 法，此 方 法 为 Ｌｉｎｎｈｏｆｆ首次提出，主要应用热力学第一及第二定律，在给定的 传热温差△Ｔ下，求解特定的换热网络使得其有最小公用工程 消耗、最小换热面积或者年投资费用。而传热温差在该方法中 需要提前给定，而针对特定的换热网络其会有一个优化值。如 图 １所示，随着传热温差缩小，换热网络中回收的热量增加，意 味着减少了 冷 热 公 用 工 程 消 耗，但 同 时 所 需 的 总 传 热 面 积 增 大，进而设备制造费及占地面积增大。如果综合考虑制造费用 及公用工程操作 费 用，传 热 温 差 应 有 最 优 值，对 应 着 换 热 网 络 的最小总费用。
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3 1822年，法国数学家Fourier
傅里叶定律是根据热传导实验得到的纯属现象学的 一个定律，经过数学上的处理推广而得到的规律性总 结-------本构关系
T1 Δx
Байду номын сангаас
A T2
Q ∝ A T 1−T2 Δx
Q = λA T 1−T2
Δx
导热的基本定律
T
1822年，法国数学家Fourier：
Tw1 Tw2
3、对流换热的特点： (1) 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程； (2) 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；
也必须有温差 (3) 由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影响，紧贴
壁面处会形成速度梯度很大的边界层
4、对流换热的基本计算式
牛顿冷却公式（1701）
dTw
dτ
∝
(Tw
− T∞ )
Q = hA(Tw − T∞ ) [W]
传热学
Heat transfer
张靖周
能源与动力学院
第一章 绪论
Introduction
1-1 概述
一、传热学学科简介 (1) 研究热量传递规律的一门科学
热量传递过程的推动力：温差 热力学第二定律：热量可以自发地由高温热源传 给低温热源。有温差就会有传热 热量传递的机理、规律、控制和分析方法
日常生活中的例子：
忽略辐射时
q=
Tf1 −Tf 2
1 +δ + 1
=
k (T
f
1
−
T
f
2
)
=
T
f
1
− 1
T
f
2
= Tf1 −Tf 2 rk
h1 λ h2
k
2、传热系数与传热热阻
[ ] k
=
1
1
+δ +
1
— 传热系数 W (m2 ⋅o C)
h1 λ h2
[ ] rk
=
1 k
=
1 h1
+δ λ
+
1 h2
— 单位面积传热热阻 m2 ⋅o C
(3) 无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁 波能、相互辐射能量；高温物体辐射给低温物 体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量 总的结果是热由高温传到低温
4、黑体：能全部吸收投射到其表面辐射能的物体。 或称绝对黑体。
黑体的辐射能力与吸收能力最强
5
-玻尔兹曼定律
黑体向外发射的辐射能：
[ ] Eb = σ bT 4 W m2
(2) 涉及到许多工程学科，是一门基础科学
传热学研究的背景和意义
随着工农业规模的发展，传热学是在20世纪初才从 物理学的热学部分独立出来而形成的专门学科，开始 自成系统地开拓与发展
20世纪80年代以来，我国在动力设备的大型化、核 动力开发与安全性研究、飞行器的发射与回收以及热 设备的节能等方面大力开展了导热、对流、辐射和复 杂几何形状及复杂边界条件耦合的传热过程的基础和 应用研究，取得了明显的经济效益
[ ] Eb — 绝对黑体辐射力 W m2
T — 黑体表面的绝对温度（热力学温度）[K] σ b — 斯蒂芬-玻尔兹曼常数，5.67 ×10-8 W (m2K 4 )
实际物体辐射能力：低于同温度黑体
[ ] E = εσ bT 4 W m2
ε — 实际物体表面的发射率（黑度），0~1；
与物体的种类、表面状况和温度有关
(W)
k越大，传热越好。若要增大 k，
可增大h1, λ, h2或减小δ
h的强化及增加k值的措施是传热学的重要内容之一
思考
同样是25℃的房子，为什么夏天可以穿衬衫， 而冬天却要穿毛衣？
传热学研究方法
实验研究 + 理论分析 + 数值模拟
通过实验观察与测试，深刻认识基本现象与规律、 积累第一手实验数据资料
傅里叶被公认为导热理论的奠基人（启示）
在傅里叶之后，导热理论求解的领域不断扩大，雷 曼、卡斯劳、耶格尔、雅各布等人的工作
(二) 对流换热
流体流动的理论是对流换热理论的前提。1823年纳 维尔提出的流动方程可适用于不可压缩流体，1845年 经斯托克斯改进为N-S方程，完成了建立流体流动基本 方程的任务----求解困难 挑战
5
[ ] h = Q ( A(Tw − T∞ )) W (m2⋅o C)
—— 当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面 面积上、单位时间内所传递的热量
影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等
6、对流换热热阻：
q
Tw
Q = ΔT = ΔT
1 (hA) Rh
- Radiation
1、定义：物体转化本身的热力学能向外发射辐 射能的现象；凡物体都具有辐射能力
q=Q A
[ ] = h(Tw − T∞ ) W m2
q
Tw
Q = hA(Tw − T∞ ) [W]
Q — 热流量[W]，单位时间传递的热量
q — 热流密度 [W ]m2
A — 与流体接触的壁面面积 [m2 ] Tw — 固体壁表面温度 [oC] T∞ — 流体温度 [oC]
[ ] h — 表面传热系数 W (m2⋅o C)
自然界与生产过程到处存在温差—传热很普遍
人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和 冬天都保持20度，那么在冬天与夏天、人在房 间里所穿的衣服能否一样？为什么？ 夏天人在同样温度（如：30度）的空气和水中 的感觉不一样。为什么？ 北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以利 于保温。如何解释其道理？夹层越厚越好？
若热对流过程使具有质量流量G的流体由温度T1处流 至温度T2处，则此热对流过程传递的热流量为：
Q = Gcp (T2 − T1) [W ]
流体中有温差 — 热对流必然同时伴随着热传导 2、对流换热：流体与固体壁间存在相对运动时的换热
注：对流换热与热对流有区别 ★
对流换热： 流体与固体 壁间的换热
对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热； 不是基本传热方式 ★
学习过程是孕育创新能力的过程
(一) 热传导
19世纪初，兰贝特、毕渥、傅里叶都从固体一维导 热的实验研究入手开展研究，1804年，毕渥根据实验 提出了导热过程的本构公式：提高了对导热规律的认 识，只是粗糙了一点
傅里叶在进行实验研究的同时，十分注重数学工具 的运用，很有特色。1822年发表了著名的论著：热的 解析理论，成功地创建了导热理论
物体的温度越高、辐射能力越强；若物体的种 类不同、表面状况不同，其辐射能力不同 2、辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递
注：辐射换热与热辐射有区别 ★
3、辐射换热的特点
(1) 不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质 的存在，在真空中就可以传递能量
(2) 在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换 物体热力学能 电磁波能 物体热力学能
Q = λA ΔT [W]
δ
q = Q = λ ΔT Aδ
⎡W⎤ ⎢⎣ m2 ⎥⎦
Tw1
Tw2
Q：热流量，单位时间传递的热量[W]
q：热流密度，单位时间通过单位面
积传递的热量 [W ]m2
体会热力学
A：垂直于导热方向的截面积 [m 2 ] 中的热量与
δ : 平壁的厚度[m]
传热学中的 热流量区别
λ : 热导率（导热系数） [W (m ⋅ K )]
1880年雷诺进行了著名的雷诺实验 实验研究
1909-1915年努塞尔获得了有关无量纲数之间的原则 关系，有力地促进了实验研究求解对流换热问题的进 展。努塞尔成为发展对流换热理论的先驱
ΔT = Tw1 − Tw 2：平壁两侧壁温之差 [K ]
Q = λA ΔT [W]
δ
q = Q = λ ΔT Aδ
⎡W⎤ ⎢⎣ m2 ⎥⎦
4
Q
=
λA
ΔT
δ
[W]
λ= Q A ⋅ ΔT δ
[W (m ⋅ K )]
具有单位温度差（1K）的单位厚度的物体(1m)，在 它的单位面积上(1m2)、每单位时间(1s)的导热量(J)
一、热传导（导热）- Conduction
1、定义：物体各部分之间不发生相对位移或两物体 间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒 子热运动而进行的热量传递现象
物质的属性；可以在固体、液体、气体中发生 2、导热的特点
物体直接接触,无相对位移 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而 传递热量 在引力场下单纯的导热只发生在密实固体中 ★
航空宇航科学技术中的典型应用
燃气涡轮发动机热端部件强化冷却
发动机的热力过程 压缩过程 燃烧过程 膨胀过程
发动机理想的热力循环
2—3为气流在燃烧室中的等压 加热过程
3—5为绝热膨胀过程，其中： 3—4为气流在涡轮中的膨胀 4—5为气流在尾喷管中的膨胀
0—2为绝热压缩过程，其中： 0—1为气流在进气道中的扩压 1—2为气流在压气机中的增压
热导率表示材料导热能力大小；物性参数；实验确定
λ 金属 > λ 非金属固体 > λ 液体 > λ 气体
λ 纯铜 = 398 W ( m o C ) ; λ水 = 0.6W (m oC ) ;
λ 空气 = 0 .026 W ( m oC ) （ 20 o C ）
注：传热学中热流量的单位是[W]， 而非[J]； [W]= [J]/[s]
二、传热学与工程热力学的关系
工程热力学：热能的性质、热能与机械能及 其他形式能量之间相互转换的规律
传热学：热量 Q 传递过程的规律 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础
热量 Q 传递始终是从高温物体向低温物体传递； 在热量传递过程中若无能量形式的转换，则热量始终 保持守恒。